姚宏彪
一、初中數(shù)學(xué)分式方程特點(diǎn)
分式方程,即等號兩邊含有未知數(shù)的有理方程,是方程中的一種。一般而言,未知數(shù)至少要有一個(gè)。分式方程在解法上主要有三個(gè)步驟。
第一步,去分母。通過將分式方程兩邊同時(shí)乘以最簡公分母,即各分母系數(shù)的最小公倍數(shù)與字母因式的最高次冪的積作,從而化為整式方程。
第二步,進(jìn)行移項(xiàng)。當(dāng)出現(xiàn)括號時(shí),首先要去括號,進(jìn)而合并同類項(xiàng),化系數(shù),最后求出未知數(shù)的值。
第三步,驗(yàn)根。在求出未知數(shù)的值后,再進(jìn)行驗(yàn)根。在驗(yàn)根時(shí),首先用最簡分母替換整式方程的根,這時(shí)會(huì)出現(xiàn)兩種情況:當(dāng)最簡公分母為0時(shí),此根為增根;當(dāng)最簡公分母不為0時(shí),此根即為原分式方程的根。
二、初中數(shù)學(xué)分式方程中的無解和有增根
分式方程無解,即指在一定的范圍內(nèi),不論未知數(shù)取何值,都不能滿足該方程。初中數(shù)學(xué)分式方程無解主要包含兩種情況。增根,即當(dāng)分式方程化為整式方程后,出現(xiàn)整式方程的根使得最簡公分母為零的情況,這個(gè)根即為原分式方程的增根。在分式方程中,當(dāng)未知數(shù)為零時(shí),此時(shí)原分式方程沒有意義,因此不允許未知數(shù)為零。換言之,分式方程本身就隱含著分母不為零的條件。當(dāng)分式方程轉(zhuǎn)化為整式方程后,整式方程中未知數(shù)值的范圍被擴(kuò)大了。當(dāng)轉(zhuǎn)化后的整式方程出現(xiàn)其根的取值不在原方程未知數(shù)的允許值之內(nèi)的現(xiàn)象,即產(chǎn)生了增根。
結(jié)合分式方程的特點(diǎn),初中數(shù)學(xué)分式方程中的無解與有增根,主要可以從三個(gè)方面來闡述。
當(dāng)原方程兩邊同時(shí)乘以最簡公分母后,轉(zhuǎn)化為整式方程時(shí),整式方程為一元一次方程,通過解整式方程,發(fā)現(xiàn)整式方程無解,同時(shí)原分式方程沒有產(chǎn)生增根。
現(xiàn)舉例說明如下:
例:解方程 = +2(1)
解:把方程兩邊都乘以x+3,得x-2=5-x+2(x+3) (2)
即得x-2=5-x+2x-6
整理這個(gè)方程,2x-2x=1
此時(shí),0x=1
因此,此方程無解,所以原方程無解。
分析:在方程(1)中,未知數(shù)x的取值范圍為x≠-3。當(dāng)經(jīng)過簡化后,得到整式方程(2),在方程(2)中,未知數(shù)x無解,因此原分式方程無解。
當(dāng)分式方程兩邊同時(shí)乘以最簡公分母后,轉(zhuǎn)化為整式方程時(shí),整式方程為一元一次方程,通過解整式方程,發(fā)現(xiàn)整式方程有解,但這個(gè)解代入原方程中,卻使原方程分母為0,此時(shí),這個(gè)解為原方程的增根,但原方程無解。
現(xiàn)舉例說明如下:
例:解方程 + = (1)
解:把方程兩邊都乘以(x+4)(x-4),得3(x+4)-8x=4(x-4)(2)
解得這個(gè)方程,得x=-4
經(jīng)過驗(yàn)證得知:當(dāng)x=-4時(shí),原方程沒有意義,因此x=2是原方程的增根。
分析:在方程(1)中,未知數(shù)x的取值范圍為x≠-4,同時(shí)滿足x≠4。當(dāng)經(jīng)過簡化后,得到方程(2),在方程(2)中,未知數(shù)x的取值范圍為全體實(shí)數(shù),將最后所求的未知數(shù)x取值代入最簡公分母,發(fā)現(xiàn)最簡公分母為0,此時(shí)x的取值即為原分式方程的增根,原分式方程無解。
當(dāng)分式方程兩邊同時(shí)乘以最簡公分母后,轉(zhuǎn)化為整式方程時(shí),整式方程為一元二次方程,通過解整式方程,發(fā)現(xiàn)整式方程有解,此時(shí),原方程有增根,同時(shí)原方程也有解。
現(xiàn)舉例說明如下:
例:當(dāng)a為何值時(shí),方程- =有增根?(1)
解:把方程兩邊都乘以(x+4)(x-4),得4(x+4)+ax=3(x-4)(2)
整理這個(gè)方程,即得(a+1)x=-28
此時(shí),若原分式方程有增根,則x=4或-4是方程(2)的根。
將x=4或-4代入方程(2)中,解得,a=-6或a=-8。
分析:在方程(1)中,未知數(shù)x的取值范圍為x≠-4。當(dāng)經(jīng)過簡化后,得到方程(2),若原分式方程有增根,則未知數(shù)x的取值范圍為4或-4,將最后所求的未知數(shù)x取值代入方程(2),即可求得原分式方程的增根。
當(dāng)分式方程兩邊同時(shí)乘以最簡公分母后,轉(zhuǎn)化為整式方程時(shí),整式方程為一元一次方程,通過解整式方程,發(fā)現(xiàn)整式方程有一個(gè)根,此時(shí),原方程有解,但原方程沒有增根。現(xiàn)舉例說明如下:
例:(1)
解:把方程兩邊都乘以非零數(shù)x,得 x-3=2 (2)
解得這個(gè)方程,x=5
經(jīng)過驗(yàn)證得知:當(dāng)x=5時(shí),原方程有解,但x=5不是原方程的增根。
分析:在方程(1)中,未知數(shù)x的取值范圍為x≠0。當(dāng)經(jīng)過簡化后,得到方程(2),在方程(2)中,未知數(shù)x的取值為5,將最后所求的未知數(shù)x取值代入(1),x=5即為原分式方程的解,但不是原分式方程的增根。
綜上所述,在初中數(shù)學(xué)分式方程的求解中,判別增根和無解,只要通過把原分式方程的兩邊同時(shí)乘以最簡公分母從而化簡成整式方程,具體分析整式方程。當(dāng)整式方程本身無解時(shí),原分式方程無解,同時(shí)原分式方程也沒有增根;當(dāng)整式方程有解時(shí),將所求的未知數(shù)取值代入最簡公分母,當(dāng)最簡公分母為零時(shí),原分式方程一定有增根,但原分式方程可能有解,也可能無解;當(dāng)最簡公分母不為零時(shí),原方程一定沒有增根,但有解。同時(shí),在整式方程有解時(shí),還可能存在既有解,同時(shí)也有增根的情況。因此,在學(xué)習(xí)的過程中,對此要有一個(gè)透徹的認(rèn)識(shí)以及掌握。
(作者單位:江蘇常熟市昆承中學(xué))